發(fā)布時間：2020-11-08 12:29

　　 鋼管混凝土拱橋具有剛度大、造價低、造型美、后期維護費用低等優(yōu)勢,在我國特別是山區(qū)應用廣泛。該橋型傳統(tǒng)施工中信息化管理程度低,導致施工中存在進度控制不合理、施工交底不徹底、施工協(xié)同程度低等不足,成為限制其發(fā)展的主要因素。建筑信息模型(Building Iformation Modeling,BIM)的興起,為鋼管混凝土拱橋施工信息化管理的變革提供了新的思路;三維激光掃描技術(shù)的出現(xiàn),使鋼管混凝土拱橋施工可視化控制成為可能,BIM與三維激光掃描技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)動形成基于BIM的可視化施工技術(shù)。橋梁工程界對于BIM技術(shù)的應用研究才剛剛起步,本文在我國橋梁工業(yè)化及信息化的背景下,以鋼管混凝土拱橋為例,研究基于BIM的可視化施工技術(shù)。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)通過梳理BIM的技術(shù)特點和發(fā)展現(xiàn)狀、傳統(tǒng)橋梁施工過程中存在的主要問題,將可視化技術(shù)與BIM技術(shù)應用到橋梁施工中,提出了基于BIM的可視化施工技術(shù)。(2)研究了基于BIM可視化技術(shù)實現(xiàn)的理論基礎(chǔ),分析了可視化施工實現(xiàn)的核心技術(shù),從橋梁工程本身的特點出發(fā),結(jié)合BIM可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、信息輸出性的特點,搭建了橋梁施工BIM應用框架。(3)通過對可用于橋梁工程的BIM商用軟件平臺進行調(diào)研,選取Autodesk Revit作為核心建模軟件,梳理了核心模型建立流程,建立了某鋼管混凝土拱橋構(gòu)建族,利用Civil3D創(chuàng)建了現(xiàn)場地形,最終形成一比一的實橋BIM模型。然后,將BIM模型導入到Autodesk Navisworks中,利用其Time Liner、Animator和Scripter模塊進行4D施工模擬及施工動畫模擬,讓施工參與者猶如“身臨其境”,改變了施工管理模式,減少了傳統(tǒng)施工中存在的問題。(4)通過對三維激光掃描技術(shù)的分析,將該項技術(shù)應用于橋梁線形采集中,實現(xiàn)了實橋三維模型與BIM模型的緊密銜接,提出了可視化線形的概念。應用點云處理軟件Geomagic Control曲面擬合技術(shù)實現(xiàn)主拱圈外觀重建,并驗證了其精度滿足要求。在此基礎(chǔ)上,將可視化線形應用于主拱圈線形溫度影響因素分析中,形成三維色譜圖,達到直觀展示主拱圈各個位置由于受到溫度影響而發(fā)生的位移的目的。運用有限元分析軟件Midas/Civil分析該橋主拱圈受溫度影響時位移變化,提取對應截面數(shù)據(jù)與上述值進行比較,發(fā)現(xiàn)仿真分析結(jié)果與三維掃描結(jié)果獲取的現(xiàn)象一致,即進一步驗證了可視化線形應用于鋼管混凝土拱橋施工控制的可靠性。
【學位單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U445.4
【部分圖文】：

針對傳統(tǒng)橋梁施工方法存在的種種施工過程，但目前國內(nèi)的橋梁工程施工過大多數(shù)都是采用傳統(tǒng)的文字、表格和圖片了保證橋梁工程施工的順利實施，需多的匯報等，但傳統(tǒng)的工程管理模式大多是PPT 演示文稿等形式完成的，難以清楚展示工程設(shè)計方案和模擬施工進度。且傳不能有效收集整個項目所需信息，導致全生命周期中的不同階段、不同參建方效率難以提高。圖 1.1.2 鳳凰橋施工中垮塌圖1.2 鳳凰橋施工垮塌圖

針對傳統(tǒng)橋梁施工方法存在的種種問題，這就要求更科學的信息化管理橋工過程，但目前國內(nèi)的橋梁工程施工過程中的信息化管理程度很低[4]，信息管多數(shù)都是采用傳統(tǒng)的文字、表格和圖片的形式，冗長復雜，可視化程度低[5]，保證橋梁工程施工的順利實施，需多次進行施工方案的展示、階段性施工計匯報等，但傳統(tǒng)的工程管理模式大多是 2D 施工圖紙、現(xiàn)場照片、文字介紹PT 演示文稿等形式完成的，難以清楚地表達其真實感和動態(tài)的變化過程，不示工程設(shè)計方案和模擬施工進度。且傳統(tǒng)的信息管理模式下，信息歸類不完整能有效收集整個項目所需信息，導致項目決策依據(jù)不完整，更不能為工程項生命周期中的不同階段、不同參建方提供滿意的備選方案，橋梁施工的質(zhì)量率難以提高。圖 1.1.2 鳳凰橋施工中垮塌圖1.2 鳳凰橋施工垮塌圖 圖 1.3 信息管理模式比較圖項目決策 設(shè)計 施工 運營信息量

.3.2 國外研究及發(fā)展現(xiàn)狀BIM 最先從美國發(fā)展起來，它起源于 20 世紀末美國 Chuck Eastman 博士提建筑計算機模擬系統(tǒng)（Building description system）[16]。2003 年，美國總務(wù)管（General Services Administration，GSA）推出了國家 3D-4D-BIM 計劃，并陸布了系列 BIM 指南[17]，2006 年，一份 15 年的（2006~2020 年）的 BIM 路線8]在美國聯(lián)邦機構(gòu)美國陸軍工程兵團（United States Army Corps of EngineersSACE）發(fā)布。美國建筑科學研究院在 2007 年發(fā)布了 BIM 技術(shù)工程應用的國準（NBIMS，National Building Information Modeling Standard），為 BIM 的發(fā)供了法律依據(jù)[19]；2009 年起，美國大力推進了 BIM 技術(shù)在市場中的應用[20]。隨后英國、法國等歐洲各國，BIM 技術(shù)在各地政府的大力支持下迅速發(fā)展應的 BIM 技術(shù)實施標準越來越完善[21-23]。2011 年 5 月，“政府建設(shè)戰(zhàn)Government Construction Strategy)”文件發(fā)布，英國政府要求強制使用 BIM，其定到 2016 年，政府采購項目強制執(zhí)行 BIM 技術(shù)[24]，對 BIM 技術(shù)發(fā)展的階段圖 1.7 BIM 概念圖
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄧曉;;基于建筑信息模型(BIM)的工程管理[J];企業(yè)改革與管理;2015年10期

2 郭培閃;杜黎明;;運用Geomagic Studio實現(xiàn)點云數(shù)據(jù)的曲面重建及誤差分析[J];地理信息世界;2015年01期

3 劉杰;馬潤平;胥潤東;;BIM技術(shù)在摩洛哥布里格里格河谷斜拉橋中的應用[J];鐵路技術(shù)創(chuàng)新;2014年02期

4 奚悅;;Z15地塊中國尊項目BIM實踐[J];建筑技藝;2013年01期

5 程建華;王輝;;項目管理中BIM技術(shù)的應用與推廣[J];施工技術(shù);2012年16期

6 滿慶鵬;李曉東;;基于普適計算和BIM的協(xié)同施工方法研究[J];土木工程學報;2012年S2期

7 何清華;錢麗麗;段運峰;李永奎;;BIM在國內(nèi)外應用的現(xiàn)狀及障礙研究[J];工程管理學報;2012年01期

8 唐國武;王偉;杜伸云;陳寶民;;BIM在合肥南環(huán)線鋼桁梁柔性拱橋施工中的應用[J];土木建筑工程信息技術(shù);2011年04期

9 侯筱婷;李昌華;來炳恒;;虛擬施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J];機械科學與技術(shù);2011年07期

10 陳繼良;張東升;;BIM相關(guān)技術(shù)在上海中心大廈的應用[J];建筑技藝;2011年Z1期

相關(guān)博士學位論文 前3條

1 張洋;基于BIM的建筑工程信息集成與管理研究[D];清華大學;2009年

2 李瑞涵;工程項目集成化管理理論與創(chuàng)新研究[D];天津大學;2003年

3 沈春龍;虛擬制造可視化環(huán)境及其過程管理的技術(shù)研究[D];南京理工大學;2002年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 唐清東;基于BIM的大跨度懸索橋施工監(jiān)控研究[D];西南交通大學;2017年

2 盧穎;基于三維激光掃描的橋梁檢測技術(shù)應用研究[D];吉林大學;2017年

3 吳陽;三維掃描點云數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究[D];河南工業(yè)大學;2017年

4 池文婷;基于BIM的施工過程質(zhì)量控制實施策略與應用[D];南昌航空大學;2016年

5 彭興東;基于BIM技術(shù)的橋梁工程建模方法研究[D];石家莊鐵道大學;2016年

6 馬也犁;BIM技術(shù)在非對稱外傾拱橋施工中的應用研究[D];西南交通大學;2016年

7 陳莎莎;基于BIM技術(shù)的鋼桁架拱橋設(shè)計及信息管理研究[D];西南交通大學;2016年

8 張亞婷;基于BIM的特大懸索橋施工管控平臺研究與應用[D];重慶大學;2016年

9 張坤南;基于BIM技術(shù)的施工可視化仿真應用研究[D];青島理工大學;2015年

10 楊林;三維激光掃描技術(shù)在建筑工程施工變形監(jiān)測中的應用研究[D];天津大學;2016年

本文編號：2874784